MATLAB/Simulink 系统仿真

目录 第1章MATLAB基础知识 1.1MATLAB简介 1.2MATLAB的通用命令 1.2.1MATLAB菜单说明 1.2.2MATLAB路径设置 1.2.3MATLAB系统常量说明 1.2.4MATLAB程序注解符说明 1.3MATLAB的计算基础 1.3.1MATLAB的预定义变量 1.3.2常用运算和基本数学函数 1.3.3数值的输出格式 1.4MATLAB程序设计基础 1.4.1MATLAB基本程序设计 1.4.2MATLAB程序控制语句的运用 1.5MATLAB的绘图功能 1.5.1离散数据图形绘制 1.5.2函数图形绘制 1.5.3网格图绘制 1.5.4曲面图的绘制 1.5.5特殊图形绘制 1.6微积分问题的MATLAB求解 1.6.1符号微积分 1.6.2微分方程的数值解 1.6.3龙贝格积分法微积分运算 1.6.4有限差分方法求边值问题 1.6.5样条函数求积分 1.6.6常微分方程符号解 1.7非线性方程与线性规划问题求解 1.7.1非线性方程组求解 1.7.2无约束*优化问题求解 1.7.3线性规划问题 1.7.4二次型规划问题 1.8本章小结 第2章Simulink仿真入门 2.1Simulink基本操作 2.1.1运行Simulink 2.1.2Simulink模块库 2.1.3Simulink模块的操作 2.2运行仿真及参数设置简介 2.2.1模型的创建 2.2.2模块的连接与简单处理 2.2.3仿真参数设置简介 2.3子系统及其封装 2.3.1创建子系统 2.3.2使能子系统 2.3.3触发子系统 2.3.4使能触发子系统 2.3.5封装子系统 2.4用MATLAB命令创建和运行Simulink模型 2.4.1创建Simulink模型与文件 2.4.2添加模块和信号线 2.4.3设置模型和模块属性 2.4.4仿真 2.5本章小结 第3章Simulink模型的建立与仿真 3.1Simulink模块库简介 3.2信号源模块组 3.2.1Clock模块 3.2.2Digital Clock模块 3.2.3Constant模块 3.2.4BandLimited White Noise模块 3.2.5Chirp Signal模块 3.2.6Sine Wave模块 3.2.7Pulse Generator模块 3.2.8Random Number模块 3.2.9Step模块 3.2.10Uniform Random Number模块 3.3连续模块组 3.3.1Derivative模块 3.3.2Integrator模块 3.3.3Transfer Fcn模块 3.3.4Transport Delay模块 3.3.5ZeroPole模块 3.3.6StateSpace模块 3.4离散模块组 3.4.1Discrete Transfer Fcn模块 3.4.2Discrete Filter模块 3.4.3Unit Delay模块 3.4.4Memory模块 3.4.5Discrete ZeroPole模块 3.4.6Discrete StateSpace模块 3.4.7ZeroOrder Hold模块 3.5查表模块组 3.5.11D Lookup Table模块 3.5.22D Lookup Table模块 3.6用户自定义函数模块组 3.6.1Fcn模块 3.6.2MATLAB Fcn模块 3.6.3SFunction模块 3.7数学运算模块组 3.7.1Abs模块 3.7.2Add模块 3.7.3Divide模块 3.7.4Dot Product模块 3.7.5Gain模块 3.7.6Complex to MagnitudeAngle模块 3.7.7MagnitudeAngle to Complex模块 3.8非线性模块组 3.8.1Backlash模块 3.8.2Coulomb & Viscous Friction模块 3.8.3Dead Zone模块 3.8.4Quantizer模块 3.8.5Rate Limiter模块 3.8.6Saturation模块 3.9信号与系统模块组 3.9.1Bus Selector模块 3.9.2Bus Creator模块 3.9.3Mux模块 3.9.4Demux模块 3.9.5Data Store Memory模块 3.9.6Data Store Read模块 3.9.7Data Store Write模块 3.9.8Enable模块 3.9.9Ground模块 3.10本章小结 第4章Simulink常用命令库分析 4.1Simulink中常用的模块库 4.2Simulink命令代码 4.2.1Simulink系统路径 4.2.2获取Simulink模型参数值 4.3Simulink系统创建命令 4.3.1simulink命令 4.3.2simulink3命令 4.3.3find_system命令 4.3.4new_system命令 4.3.5open_system命令 4.3.6save_system命令 4.3.7bdclose命令 4.4Simulink模型模块操作命令 4.4.1add_block命令 4.4.2delete_block命令 4.4.3add_line命令 4.4.4delete_line命令 4.4.5replace_block命令 4.5获取Simulink文件路径 4.5.1gcb命令 4.5.2gcbh命令 4.5.3gcs命令 4.5.4bdroot命令 4.6获取Simulink模型参数命令 4.6.1get_param命令 4.6.2set_param命令 4.7Simulink代码建模 4.8本章小结 第5章基于Simulink的S函数建模 5.1Simulink S函数仿真应用 5.1.1Simulink S函数仿真过程 5.1.2S函数的回调方法 5.2Mfile S函数应用 5.3Mfile S函数模板 5.3.1S函数工作方式 5.3.2S函数仿真过程 5.3.3S函数的编写 5.3.4M文件S函数的模块化 5.4Mfile S函数实现 5.5本章小结 第6章控制系统Simulink仿真 6.1控制系统频域分析 6.1.1频率特性的定义 6.1.2频率特性和传递函数的关系 6.1.3频率特性的图形表示方法 6.2幅相频率特性 6.2.1比例环节 6.2.2微分环节 6.2.3积分环节 6.2.4惯性环节 6.2.5一阶复合微分环节 6.2.6二阶振荡环节 6.2.7二阶复合微分环节 6.2.8延迟环节 6.2.9开环系统的幅相特性曲线 6.3对数频率特性 6.3.1比例环节 6.3.2微分环节 6.3.3积分环节 6.3.4惯性环节 6.3.5一阶复合微分环节 6.3.6二阶振荡环节 6.3.7二阶复合微分环节 6.3.8延迟环节 6.4开环系统的Bode图 6.5*小相角系统和非*小相角系统 6.6奈奎斯特频域稳定判据 6.7频域对数稳定判据 6.8稳定裕度 6.8.1稳定裕度的定义 6.8.2稳定裕度的计算 6.9本章小结 第7章基于PID的Simulink控制系统仿真 7.1PID控制原理 7.2基于PID的控制仿真 7.3基于S函数的PID控制系统仿真 7.4基于PID的倒立摆小车控制仿真 7.5本章小结 第8章模糊逻辑控制仿真 8.1模糊逻辑概述 8.1.1高斯型隶属函数 8.1.2三角形隶属函数 8.2模糊逻辑控制箱图形界面 8.2.1基本FIS编辑器 8.2.2隶属函数编辑器 8.2.3绘制FIS 8.2.4设置模糊系统属性 8.2.5规则编辑器和语法编辑器 8.2.6规则观察器和模糊推理框图 8.3模糊聚类分析 8.3.1FIS曲面 8.3.2FIS结构 8.3.3模糊均值聚类 8.3.4模糊聚类工具箱 8.4模糊与PID控制器仿真设计 8.4.1模糊逻辑工具箱 8.4.2PID控制 8.4.3模糊控制器设计 8.4.4模糊与PID控制仿真 8.5本章小结 第9章Simulink在电力系统中的应用 9.1同步发电机原理分析 9.2简化同步电机模块使用 9.3同步电机模块使用 9.4负荷模型 9.4.1静态负荷模块 9.4.2三相动态负荷模块 9.5异步电动机模块 9.6直流电机模块 9.7本章小结 第10章电力系统稳定性分析 10.1Powergui模块 10.1.1仿真类型 10.1.2分析工具 10.2二极管模块 10.3晶闸管模块 10.4电力系统稳态仿真 10.4.1连续系统仿真 10.4.2离散系统仿真 10.5电力系统电磁暂态仿真 10.5.1断路器模块 10.5.2三相断路器模块 10.5.3三相故障模块 10.5.4暂态仿真分析 10.6本章小结 第11章通信系统仿真设计 11.1通信系统仿真概述 11.2信源与信道模型 11.2.1随机数产生器 11.2.2泊松分布产生器 11.2.3伯努利二进制信号产生器 11.2.4加性噪声产生器 11.3滤波器分析 11.4调制与解调 11.4.1基带模型与调制通带分析 11.4.2解调与模拟调制模型分析 11.4.3数字调制解调器模型分析 11.5本章小结 第12章神经网络控制 12.1神经网络简介 12.2人工神经元模型 12.3神经网络的学习规则 12.4MATLAB神经网络工具箱 12.5基于BP神经网络的PID自适应控制 12.6基于Simulink的神经网络模块仿真 12.6.1模块的设置 12.6.2模块的生成 12.7基于Simulink的神经网络控制系统 12.8反馈线性化控制 12.9本章小结 第13章滑模控制 13.1基于名义模型的滑模控制 13.1.1名义控制系统结构 13.1.2基于名义模型的控制 13.1.3基于名义模型的滑模控制器的设计 13.1.4基于名义模型的滑模控制仿真 13.2全局滑模控制 13.2.1全局滑模控制系统 13.2.2全局滑模控制器的设计 13.2.3基于全局滑模控制的仿真 13.3基于线性化反馈的滑模控制 13.3.1二阶非线性确定系统的倒立摆仿真 13.3.2二阶非线性不确定系统的倒立摆仿真 13.3.3输入输出的反馈线性化控制 13.3.4输入输出的反馈线性化滑模控制 13.4基于模型参考的滑模控制 13.5本章小结 第14章车辆系统仿真 14.1汽车制动系统仿真 14.2汽车悬架系统仿真 14.2.1汽车悬架系统运动方程建立 14.2.2汽车悬架系统仿真 14.2.3白噪声路面模拟输入仿真 14.3汽车四轮转向控制系统仿真 14.3.1低速四轮转向系统仿真 14.3.2高速四轮转向系统仿真 14.4本章小结 第15章群智能算法控制系统仿真 15.1PID控制 15.2粒子群算法控制仿真 15.2.1基本粒子群算法 15.2.2粒子群算法流程 15.2.3被控对象PID整定 15.2.4阶跃响应性能检测 15.3遗传算法控制仿真 15.3.1选择算子 15.3.2交叉算子 15.3.3变异算子 15.3.4适应度值评估 15.3.5遗传算法流程 15.3.6被控对象PID整定 15.3.7阶跃响应性能检测 15.4人群搜索算法控制仿真 15.4.1搜索步长的确定 15.4.2搜索方向的确定 15.4.3搜寻者个体位置的更新 15.4.4人群搜索算法流程 15.4.5被控对象PID整定 15.4.6阶跃响应性能检测 15.5本章小结 第16章图像处理仿真 16.1图像处理模块库 16.1.1分析和增强模块 16.1.2转换模块库 16.1.3滤波模块库 16.1.4几何变换模块库 16.1.5形态学操作模块库 16.1.6接收器模块库 16.1.7输入源模块库 16.1.8统计模块库 16.1.9文本和图形模块库 16.1.10变换模块库 16.1.11工具模块库 16.2基于Simulink的图像增强 16.2.1图像灰度变换增强 16.2.2图像的平滑增强 16.2.3图像锐化增强 16.3基于Simulink的图像转换处理 16.3.1图像类型转换 16.3.2颜色模型转换 16.4基于Simulink的图像几何变换 16.4.1图像的旋转 16.4.2图像的缩放 16.5基于Simulink的图像数学形态学操作 16.5.1图像膨胀和腐蚀 16.5.2图像的开运算与闭运算 16.6基于Simulink的图像增强综合实例 16.6.1图像进行旋转和增强 16.6.2图像缩小旋转及边缘检测处理 16.7本章小结 附录Simulink常用命令库 参考文献